Quelques moyens d'améliorer l'efficacité des engrais humiques
L'efficacité des engrais est déterminée par un ensemble de facteurs, parmi lesquels la correspondance de la composition de l'engrais aux besoins biologiques des cultures et la disponibilité des nutriments de l'engrais lui-même occupent une place importante.
Les engrais humiques ont été peu étudiés sous ces aspects. C'est pourquoi, lors de l'étude de cette question, nous nous sommes fixé les objectifs suivants :
- Trouver la combinaison optimale d'éléments nutritifs à travers l'exemple de la pomme de terre.
- Établir les voies de transformation et de distribution des nutriments dans l'engrais lui-même.
Le travail a été réalisé en menant des expériences en laboratoire, végétatives et de terrain.
Les expériences végétatives ont été mises en place dans des récipients d'une capacité de 10 à 11 kg, avec une répétition de 4 à 8 fois, principalement avec des pommes de terre. Les expériences de terrain ont été réalisées dans des conditions irriguées sur un champ expérimental dans la région de Kherson, principalement avec une seule variété de culture. Les expériences ont été mises en place avec une répétition de 3 à 5 fois. La superficie des parcelles variait de 5 m² à 0,15 ha.
Les expériences sur le champ témoin ont été menées selon la méthodologie acceptée dans le réseau d'essais variétaux : répétition quadruple, superficie des parcelles de 50 à 70 m².
La détermination de la teneur en nutriments des engrais étudiés, ainsi que des éléments minéraux dans les plantes, a été effectuée sur un échantillon moyen en deux analyses parallèles. L'azote ammoniacal a été déterminé selon la méthode de Mamchentsev, le phosphore dans les plantes selon la méthode de Denigès, et dans les engrais par la méthode gravimétrique au molybdène, le potassium selon la méthode de Tananaev. Les acides humiques et fulviques ont été déterminés par colorimétrie à l'aide d'un électrophotocolorimètre FEK-2, le pH par colorimétrie et potentiométrie.
Lors de la mise en place des expériences, nous avons pris en compte les particularités de l'alimentation de la pomme de terre et les principes d'action des engrais humiques.
La pomme de terre, comme on le sait, fait partie des cultures à période d'alimentation prolongée, c'est-à-dire qu'elle consomme les principaux éléments minéraux tout au long de la période végétative. Grâce à cela, ainsi qu'à sa capacité à accumuler une grande masse organique, l'extraction des éléments minéraux par la pomme de terre dépasse celle des autres cultures de plein champ. Par conséquent, la plante de pomme de terre impose des exigences élevées en matière de fertilité du sol.
Dans des expériences antérieures, des données ont été obtenues qui permettent de comprendre la capacité sélective de la pomme de terre à absorber les principaux éléments de l'alimentation racinaire au fur et à mesure de sa croissance. Ces données indiquent que la consommation absolue et relative maximale d'azote et de potassium correspond à un stade plus jeune de la plante, tandis que l'absorption d'acide phosphorique se produit de manière assez uniforme tout au long de la période de croissance.
Les laborantins, en étudiant l'effet d'une carence en azote, phosphore et potassium au cours des 15 premiers jours après la germination de la pomme de terre, ont conclu qu'elle présentait des exigences élevées en matière de nutrition au cours de cette première période. Une alimentation insuffisante à ce stade, selon leurs données, perturbe le métabolisme, inhibe tout le développement ultérieur des plantes et réduit fortement le rendement et sa qualité. Ils estiment qu'à partir de la germination, la pomme de terre a besoin des trois éléments de nutrition minérale — azote, phosphore et potassium.
En nous basant sur le principe de l'action physiologique des acides humiques, qui, comme l'ont montré les travaux de L. A. Khristeva, sont particulièrement efficaces au début du développement des plantes, ainsi que sur les particularités de l'alimentation de la pomme de terre, nous nous sommes fixé comme première tâche de déterminer la composition de l'engrais humique pour la pomme de terre destiné à l'application au semis.
Rapport entre l'azote, le phosphore et le potassium dans les engrais humiques
Les engrais humiques ont été préparés à partir de léonardite selon la méthodologie proposée par L. A. Khristeva (1951).
En fonction de la composition et du rapport des nutriments que nous souhaitions obtenir dans l'engrais humique, la séquence de traitement de la léonardite avec des réactifs chimiques variait. Dans certains cas, la léonardite était d'abord humidifiée avec de l'eau ammoniacale, puis la réaction de l'engrais était ajustée à un pH de 7,2 à l'aide de superphosphate ou d'acide orthophosphorique. Cela permettait d'obtenir un engrais humique avec une quantité déterminée d'azote. Dans les cas où il était nécessaire d'avoir un engrais avec une teneur spécifique en phosphore, la léonardite était d'abord traitée avec des engrais phosphorés, puis la réaction était ajustée à la valeur souhaitée à l'aide d'eau ammoniacale. Les engrais potassiques étaient ajoutés en quantités approximativement proportionnelles au rapport des éléments dans la plante. La réaction des engrais humiques azoté-potassique et phosphorique-potassique Adept Agro.Bio était ajustée à un pH de 7,2 à l'aide d'hydroxyde de potassium.
Les engrais ainsi préparés ont été testés dans des expériences végétatives et de terrain.
Expériences végétatives de 2012
La première expérience végétative a été mise en place en 2012 en culture sur sol. La plantation a eu lieu le 29 avril, la récolte le 2 juillet. Cette expérience avait deux objectifs : comparer l'efficacité des engrais humiques de différentes compositions minérales et déterminer la limite supérieure de leur saturation en engrais minéraux.
| Composition minérale de l'engrais humique | Teneur en substance active (%, extrait 0,5 N H₂SO₄) | Rendement par récipient, g | Augmentation du rendement |
|---|---|---|---|
| N | P₂O₅ | K₂O | |||
| NP + humate de potassium | 0,68 | 1,04 | — | — | — |
| NK | 0,68 | — | 0,92 | — | — |
| PK | — | 0,96 | 0,90 | — | — |
| NPK + Totem Agro.Bio | 0,74 | 1,10 | 0,90 | — | — |
| Type d'engrais | Teneur en substance active (%, extrait 0,5 N H₂SO₄) | Rendement par récipient, g | Augmentation du rendement |
|---|---|---|---|
| N | P₂O₅ | K₂O | |||
| Humate de potassium | 0,68 | 1,04 | — | — | — |
| Totem Agro.Bio 1 | 0,54 | 0,46 | 0,44 | — | — |
| Totem Agro.Bio 2 | 0,74 | 1,10 | 0,90 | — | — |
| Totem Agro.Bio 3 | 1,56 | 3,08 | 2,80 | — | — |
| Totem Agro.Bio 4 | 2,48 | 4,40 | 4,10 | — | — |
Dans cette expérience, l'augmentation minimale du rendement a été obtenue dans la variante où la forme phosphore-potassium des engrais humiques a été appliquée. Il convient de noter que le même résultat a été obtenu dans une expérience avec du maïs, cultivé pendant les 15 premiers jours sur différentes formes d'engrais humiques, puis toutes les variantes ont été équilibrées avec des sels minéraux jusqu'à la norme complète du mélange de Pryanishnikov. Puisque les données des deux expériences coïncident, on peut conclure que la forme phosphore-potassium de l'engrais humique n'est pas prometteuse. Par conséquent, nous avons par la suite étudié uniquement les engrais contenant de l'azote.
Le tableau 2 montre qu'une augmentation jusqu'à une certaine limite de la teneur en composants minéraux dans les engrais humiques a un effet positif sur leur qualité, au-delà de laquelle l'efficacité des humates se rapproche de celle des engrais minéraux. Cette saturation limite est déterminée par une teneur totale en azote, phosphore et potassium de 11 %.
Les observations ont montré que dans de tels préparats, la solubilité des acides humiques diminue fortement, et ils cessent essentiellement d'être des engrais humiques. La diminution de la solubilité s'explique par l'effet coagulant de l'ion calcium, qui est introduit en grandes quantités avec le superphosphate.
Expériences de terrain de 2012
Dans une expérience de terrain menée au printemps 2012, il a été établi que les formes prometteuses d'engrais humiques sur les sols châtaigniers dans des conditions irriguées pourraient être les formes azotée-phosphorée et azotée-phosphorée-potassique.
| Composition des engrais humiques | Rendement moyen par parcelle, kg | Rendement, c/ha | Augmentation du rendement, c/ha |
|---|---|---|---|
| Sans engrais | 7,5 | 188 | — |
| NP + humate de potassium | 8,7 | 217 | 29 |
| NK | 8,3 | 208 | 20 |
| PK | 8,2 | 206 | 18 |
| NPK + Totem Agro.Bio | 10,0 | 250 | 62 |
Les deux formes d'engrais humiques ont été comparées à des engrais locaux et minéraux.
| Variante de l'expérience | Apporté au semis dans le nid, g | Rendement, c/ha | Augmentation du rendement, c/ha | Teneur en amidon, % | Poids moyen commercial du tubercule, g |
|---|---|---|---|---|---|
| Sans engrais | — | 153 | — | — | 14,3 |
| NPK substance active (1:1:1) | 3 | 180 | 27 | 17,6 | 14,5 |
| Fumier | 300 | 208 | 55 | 35,9 | 14,6 |
| Léonardite | 50 | 183 | 30 | 19,6 | 14,7 |
| Humate de potassium | 50 | 200 | 47 | 30,7 | 14,9 |
| Totem Agro.Bio | 50 | 228 | 75 | 49,0 | 15,1 |
Comme le montre le tableau, Totem Agro.Bio s'est révélé plus efficace que l'humate de potassium, le fumier et un ensemble d'engrais minéraux. De plus, en plus d'augmenter le rendement, il favorise une augmentation de la teneur en amidon et du poids des tubercules commerciaux.
Expériences de 2013-2014
Les résultats prometteurs des expériences menées nous ont incités à poursuivre la recherche du meilleur variant d'engrais humiques pour l'application sous pomme de terre. À cet effet, en 2013-2014, des engrais avec différents rapports d'azote, de phosphore et de potassium ont été fabriqués et testés dans des expériences de terrain et végétatives.
En 2013, des échantillons d'humates ont été préparés, dans lesquels la teneur en phosphore restait stable, tandis que l'azote et le potassium augmentaient alternativement. Les engrais humiques dans l'expérience végétative ont été appliqués localement avant la plantation à raison de 50 g par récipient. Deux semaines après l'apparition des pousses, toutes les variantes ont été équilibrées avec des sels minéraux jusqu'au mélange complet de Pryanishnikov.
| Variantes de l'expérience | Pourcentage de substance active (extrait 0,5 N H₂SO₄) | Rapport N:P:K | Rendement par récipient, g | Augmentation par rapport au contrôle minéral correspondant |
|---|---|---|---|---|
| N | P₂O₅ | K₂O | ||||
| Humate de potassium | 0,80 | 2,39 | — | 1:3 | — | — |
| Totem Agro.Bio 5 | 0,80 | 2,39 | 1,80 | 1:3:2 | — | — |
| Totem Agro.Bio 6 | 1,25 | 2,39 | 1,80 | 1:2:1,5 | — | — |
| Totem Agro.Bio 7 | 1,25 | 2,39 | 3,60 | 1:2:3 | — | — |
| Totem Agro.Bio 8 | 1,45 | 3,45 | 5,34 | 1:2,5:3 | — | — |
| Variantes de l'expérience | Apporté au semis dans le nid, ml | Rendement, c/ha | Augmentation du rendement, c/ha |
|---|---|---|---|
| Sans engrais | — | 68 | — |
| Fumier | 500 | 77 | 19 |
| Humate de potassium | 50 | 76 | 8 |
| Totem Agro.Bio 5 | 50 | 84 | 16 |
| Totem Agro.Bio 6 | 50 | 91 | 23 |
| Totem Agro.Bio 7 | 50 | 94 | 26 |
| Totem Agro.Bio 8 | 50 | 74 | 6 |
Les expériences réalisées montrent que le rapport le plus favorable d'azote, phosphore et potassium dans l'engrais humique pour la pomme de terre est de 1:2:1,5–3. Cependant, la forme d'engrais Totem Agro.Bio nº8, proche du rapport optimal, a donné le rendement absolu le plus faible et l'augmentation la plus faible. Cela s'explique, comme dans l'expérience précédente, par une saturation excessive en sels minéraux, représentant au total plus de 10 %.
L'expérience végétative montre également que l'ajout mécanique de potassium à l'humate de potassium pour obtenir un engrais complet peut même entraîner un résultat négatif. Ainsi, pour que Totem Agro.Bio soit plus efficace que l'humate de potassium, nous avons dû augmenter simultanément la teneur en azote lors de l'application de sel de potassium.
Expériences de terrain de 2014
En 2014, cette question a été étudiée spécifiquement. Selon la méthodologie habituelle, quatre types d'humates ont été préparés, dans lesquels la teneur en phosphore et potassium restait stable, tandis que la quantité d'azote variait. De plus, l'objectif était de préparer un engrais à faible pourcentage afin de réduire la consommation de produits chimiques pour la production et de diminuer leur coût.
| Variantes de l'expérience | Teneur en substance active (%, extrait 0,5 N H₂SO₄) | Rapport N:P:K | Rendement, c/ha | Augmentation du rendement |
|---|---|---|---|---|
| N | P₂O₅ | K₂O | ||||
| Sans engrais | — | — | — | — | — | — |
| Humate de potassium | 0,43 | 1,62 | — | 1:4 | — | — |
| Totem Agro.Bio 9 | 0,43 | 1,62 | 1,37 | 1:4:3 | — | — |
| Totem Agro.Bio 10 | 0,65 | 1,62 | 1,37 | 1:2,5:2 | — | — |
| Totem Agro.Bio 11 | 0,84 | 1,62 | 1,37 | 1:2:2,5 | — | — |
| Totem Agro.Bio 12 | 0,97 | 1,62 | 1,37 | 1:1,5:1,4 | — | — |
Les données de cette expérience montrent que l'efficacité des humates augmente si, en plus de l'ajout de potassium, la teneur en azote est augmentée par l'application supplémentaire d'eau ammoniacale. En ce qui concerne la réduction de la teneur globale en nutriments dans les humates, les augmentations de rendement absolues légèrement plus élevées obtenues cette année indiquent que la préparation d'engrais humiques moins concentrés est tout à fait acceptable.
Puisqu'il est techniquement possible d'adopter une autre approche — réduire la dose de potassium —, en 2014, des échantillons ont été testés dans lesquels, avec une teneur stable en phosphore et azote, la quantité de potassium mobile variait.
| Substance active | Engrais pour plantation de printemps | Engrais pour plantation d'été |
|---|---|---|
| Humate de potassium | Totem Agro.Bio 13 | |
| N | 0,47 | 0,52 |
| P₂O₅ | 1,32 | 1,32 |
| K₂O | — | 1,46 |
L'expérience a été menée dans la région de Tchernihiv lors de plantations de printemps et d'été.
| Variantes de l'expérience | Plantation de printemps | Plantation d'été |
|---|---|---|
| Rendement, c/ha | Augmentation du rendement, c/ha | Rendement, c/ha | Augmentation du rendement, c/ha | |
| Sans engrais | 102 | — | — | — |
| P | 108 | 6 | — | — |
| NP | 117 | 15 | — | — |
| NPK | 118 | 16 | — | — |
| Humate de potassium | 122 | 20 | — | — |
| Totem Agro.Bio 13 | 109 | 7 | — | — |
| Totem Agro.Bio 14 | 111 | 9 | — | — |
| Totem Agro.Bio 15 | — | — | — | — |
| Totem Agro.Bio 16 | — | — | — | — |
Remarque : Les engrais humiques ont été appliqués localement par méthode de nidification, les engrais minéraux selon un calcul de N20P20K20.
La comparaison des résultats des deux expériences donne des raisons de penser qu'en réduisant la dose de potassium sans modifier la teneur en azote, il est également possible d'obtenir un bon engrais humique complet. Il est intéressant de noter que l'ajout de potassium, que ce soit dans la composition d'engrais minéraux appliqués au semis ou dans celle de Totem Agro.Bio, réduit la teneur en amidon des tubercules de pomme de terre. Ce phénomène n'est observé que sur un fond azoté élevé.
Engrais humiques comme source de nutrition minérale et stimulateurs de croissance
Afin d'étudier la nature de la haute efficacité des engrais humiques, nous avons mis en place des expériences végétatives dans lesquelles ces engrais ont été étudiés comme sources de nutrition minérale et comme stimulateurs de croissance. Dans ce dernier cas, ils ont été comparés à des préparats ukrainiens similaires — Mind Extra et thymohydroquinone.
| Substance active | Amino Energy | Humate de potassium | Totem |
|---|---|---|---|
| N | 0,15 | 0,22 | 0,50 |
| P₂O₅ | — | 0,20 | 1,10 |
| K₂O | — | — | — |
| Acide humique (extrait 0,1 N KaOH à froid) | 6,7 | 5,2 | 4,6 |
| Variantes de l'expérience | Poids sec des fanes de plantes de deux semaines issues de 4 récipients | Extraction d'éléments minéraux (mg par récipient) | Extraction (% par rapport au mélange complet) |
|---|---|---|---|
| N | P₂O₅ | |||
| Mélange nutritif complet | 10,90 | 408 | 63 | — |
| Totem Agro.Bio I | 17,85 | 467 | 156 | — |
| Totem Agro.Bio II | 25,50 | 668 | 190 | — |
| Totem Agro.Bio III | 21,70 | 875 | 235 | — |
| Totem Agro.Bio IV | 23,62 | 817 | 221 | — |
Remarque : L'absence de données pour K₂O dans la variante Totem Agro.Bio I est due à l'absence de potassium dans la composition de l'engrais.
Comme le montrent les expériences réalisées, les engrais humiques sont une excellente source de nutriments et surpassent les engrais minéraux. Une certaine réduction de l'extraction pour Totem Agro.Bio IV s'explique probablement par une forte saturation en sels minéraux et une diminution de la mobilité des acides humiques.
Il convient de noter que l'extraction d'azote, de phosphore et de potassium dans le préparat Totem Agro.Bio dépasse celle de l'humate de potassium, bien que la teneur en nutriments était équivalente (l'humate de potassium était appliqué avec un fond de potassium). Cela confirme l'idée qu'il est nécessaire d'introduire du potassium dans la composition de l'engrais humique pour la pomme de terre.
Engrais humiques Amino Energy, Totem Agro.Bio et Adept Agro.Bio comme stimulateurs de croissance
Maintenant, présentons les données des expériences dans lesquelles une gamme de préparats prêts à l'emploi a été appliquée comme stimulateurs de croissance. Dans ces cas, des engrais humiques complexes — Amino Energy, Totem Agro.Bio et Adept Agro.Bio — ainsi que du thymohydroquinone ont été testés. Les engrais ont été appliqués à raison de 0,15 ml d'acide humique soluble par récipient.
| Variantes de l'expérience | Poids sec des fanes de plantes de deux semaines issues de 4 récipients | Pourcentage dans les fanes | Extraction d'éléments (mg par récipient) |
|---|---|---|---|
| N | P₂O₅ | N | P₂O₅ | ||
| Sans engrais | 4,17 | 4,20 | 0,76 | — | — |
| Mélange nutritif complet (fond) | 10,90 | 5,37 | 0,87 | — | — |
| Fond + Amino Energy | 16,32 | 4,35 | 0,80 | — | — |
| Fond + humate de potassium + NPK | 22,05 | 5,73 | 0,92 | — | — |
| Fond + Totem Agro.Bio + NPK | 23,00 | 5,86 | 0,96 | — | — |
| Fond + Mind Extra | 17,65 | 5,14 | 0,80 | — | — |
| Fond + thymohydroquinone | 18,75 | 5,37 | 0,66 | — | — |
| Fond + Adept Agro.Bio | 24,80 | 4,84 | 0,87 | — | — |
Remarque : Adept Agro.Bio a été appliqué sous forme liquide.
Le tableau 12 montre que les acides humiques et fulviques exercent un effet stimulant évident sur la pomme de terre, ce qui augmente le poids des fanes et l'extraction des nutriments. Ces plantes utilisent les nutriments de l'environnement externe 2 à 3 fois mieux.
Conclusions
L'ensemble des données présentées témoigne du fait qu'en modifiant la composition des engrais humiques, il est possible d'améliorer leur efficacité. Tout cela indique que les engrais étudiés sont des engrais à action complexe, et que la régulation de leur composition en fonction des besoins de la plante est une méthode prometteuse pour augmenter leur efficacité.